新能源汽车48 V电池管理系统设计

目前,相比传统燃料汽车对环境的污染,新能源汽车因其零排放的优势得到大力发展。电池管理系统（BMS）作为新能源汽车的核心之一,可以实时监控电池组的状态信息,避免在使用过程中电池出现过充过放的现象,从而提高了电池的利用率和使用周期。为此,设计一个具备基本功能的电池管理系统硬件电路,应用英飞凌公司的XC2267M芯片作为主控芯片,采用了主从式结构,利用从控芯片XC886完成电池基本信息的采集,然后通过内部CAN网络传递给XC2267M芯片,由其实现信息处理和SOC估计等功能,并同时与其他模块进行通信。最终,系统基本可以实现电池信息采集、CAN通信、信息存储、电池均衡等功能。     

基于DSP和FPGA的消弧线圈数字励磁调节器

采用数字信号处理器(DSP)TMS320LF 2407和现场可编程门阵列(FPGA)EP1C6设计数字比例积分(PI)调节器。DSP主要完成采样、PI调节和通信等,实现偏磁式消弧线圈励磁电流的数字控制。FPGA主要用于生成晶闸管触发脉冲及触发保护等。通过建立PI输出和控制角的线性化函数,简化控制程序,使励磁电流快速跟踪给定电流。介绍了系统的硬件和软件设计,其中晶闸管触发系统由同步、移相、脉冲形成、脉冲放大等环节构成。分别采用C和VHDL语言开发了DSP和FPGA模块,并提供了主程序及采样中断程序流程。实验表明该系统励磁电流动态响应小于5 ms,满足偏磁式消弧线圈的控制要求。     

基于增量式PI算法的V-M双闭环调速系统

提出了一种基于增量式比例积分(PI)算法的晶闸管-电动机(V-M)双闭环调速系统的设计与实现方法,该调速系统的主电路采用晶闸管智能控制模块进行设计,双闭环数字PI调节器采用增量式PI算法进行设计。详细分析了该调速系统主电路和双闭环数字PI调节器的设计原理,以及直流电动机电枢电流和转速采样电路、控制信号接口电路、键盘输入与LCD显示电路的设计方法。通过对比分析在不同的比例系数和积分系数时直流电动机满载运行的转速波形,验证了该调速系统的跟随特性完全满足PI参数整定规律,其设计与实现方法可推广到工业应用领域。     

基于PCI总线的SVC控制器数据传输方案

根据静止无功补偿器(SVC)控制系统对数据采集、计算的快速性要求,以及晶闸管移相控制的特殊性,在工程实际应用中,一般将该系统分为数据采集与控制两大部分。文中针对两者数据交换瓶颈,选择外部设备互连(PCI)总线技术,构建了基于PCI总线结构和双PCI卡实现的快速、实时SVC灵活控制平台。探索了内含DSP320C6711和PCI9030控制器的数据采集卡与内含PCI9054、双口RAM和MPU的SVC控制卡连接的一种硬件接口方法;并通过设计和编写接口应用驱动程序,实现了基于PCI总线方式下数据传输的中断和查询两种方案。实验证明了这种方案的优越性。     

特高压输电线路用新型TCSC方案及其控制策略研究

为了在1 000 kV特高压输电线路或有较大额定电流的750 kV输电线路上加装可控串补(thyristor controlledseries compensation,TCSC),解决目前TCSC中所需晶闸管阀通流能力不足的问题,提出了一种基于双阀控电抗器(thyristor controlled reactance,TCR)支路并联的TCSC实现方案,并对其控制策略进行了研究。通过对幅值相等控制策略下双TCR支路TCSC进行数学建模,设计了相应的阻抗控制环节和幅值相等控制环节,实现了相应的控制目标。仿真结果表明,提出的TCSC实现方案及其控制策略可行,适用于工程应用。     

静止无功补偿的多DSP控制器研制与应用

无功补偿控制器是影响静止无功补偿(SVC)动态性能的关键环节。基于多DSP系统,给出了无功补偿控制器的实现结构,讨论了SVC无功控制器CPU的功能实现、晶闸管控制电抗器(TCR)控制CPU的同步触发与晶闸管(SCR)导通检测功能的具体实现技术及CPU间的信息交换技术。在该系统中,多个CPU分工协作,分别完成SVC采样与控制的计算,TCR移相触发和SCR导通监测,各CPU间通过双口RAM和VME总线进行信息交换。试验结果表明,该系统具有计算速度快,响应速度快,动态性能好等优点。     

一种可进行TCR晶闸管阀全电压全电流试验的试验系统

基于TCR(晶闸管控制电抗器)阀组正常运行时候的电压、电流应力的特点,给出了一种应用于TCR双向晶闸管阀组的合成回路试验方案。通过Y型TCR连接的方式实现TCR大电流的输出,通过直流电压源和电压振荡回路实现阀组大电压的施加,并完成了最高电压110 k V、最大电流4 000 A合成回路试验系统的建设。在此试验回路中完成额定电压20 k V、额定电流2 700 A的TCR阀组的运行试验,试验结果表明,该试验系统完全能够满足IEC和国标中对TCR阀组型式试验的要求,可以完成阀组全工况性能测试,大大加快TCR阀组的开发速度并保证所开发阀组的性能。     

串联晶闸管的同步触发技术研究

晶闸管虽然通流能力强,但是耐压普遍不高,为了实现晶闸管的串联使用,利用MOSFET的快导通和通流能力强的特性,搭建了一套能够实现光纤控制多只晶闸管同步导通的强触发平台。以4只2.5 kV耐压晶闸管串联为例,在实验平台上研究了触发电流峰值和前沿对晶闸管导通特性的影响,提出了间接光触发系统的设计结构和晶闸管同步性实验的一般性方案。实验结果表明:在工作电压确定的情况下,晶闸管的触发时延与门极触发电流有关,触发电流的峰值越大,前沿越陡,导通越快,触发时延越小;触发时延是可控的,可以通过调整触发电流对串联的各晶闸管进行阶梯型串联实验,逐步调整时延参数并实现4只晶闸管串联的同步强触发导通(对于微秒级导通过程,触发的同步性控制在30 ns以内)。改进后的间接光触发系统和强触发技术,能有效地改善晶闸管的导通特性和同步性,对扩大晶闸管在脉冲功率中的应用具有重要意义。     

绕线式异步电机双馈调速系统控制分析

将SVPWM控制技术应用到双馈电机调速控制系统,转子回路采用双PWM变换器控制,实现了绕线异步电机功率因数高、谐波污染小等高性能的调速指标。首先推导了网侧PWM变换器的数学模型,设计出基于电网电压定向的电压、电流双闭环控制策略;其次推导了绕线异步电机双馈运行时的数学模型,提出了基于定子电压定向的转速、电流双闭环转子侧PWM变换器的控制策略;最后搭建了基于英飞凌XC2785X的双馈调速系统实验平台,实验结果验证了控制策略的可行性和有效性。     

基于DSP与FPGA的变流器通用控制平台研究

提出一种基于DSP和现场可编程门阵列(FPGA)双CPU结构的新型变流器控制系统方案,其中DSP完成变流器控制策略的实现,主要包括:最大功率点跟踪、电压电流双闭环控制、低电压穿越控制、通信功能;FPGA完成三相锁相环控制、AD芯片采样控制、SVPWM波形控制、逻辑输出控制以及各类故障信号检测与停机保护功能,并采用了基于WIFI模块的风电故障信息传输系统。以双馈风电变流器为模型,设计了双馈风力发电变流器系统,完成了两电平与三电平SVPWM控制算法的FPGA实现。最后在自主研发的1.5 MW,2 MW双馈式变流器样机与光伏逆变器样机上进行了大量实验和长期的现场试运行,验证了控制系统平台的可行性与实用性。     

三相晶闸管移相触发器IP核的开发

利用EDA工具中的硬件描述语言 (HDL) ,遵照IP核的设计标准完成了数字化三相晶闸管触发电路IP(IntellectualProperty)核的设计。经CPLD仿真测试验证了设计正确 ,工作稳定。该移相触发器可用于三相可控整流、逆变系统的晶闸管触发 ;可精确到 0 .2 5°的移相精度 ;可分别实现 50Hz/ 60Hz工频交流电下的晶闸管触发     

高压配电网电能质量综合补偿系统

提出了一种具有谐波与无功综合治理功能的高压配电网电能质量综合补偿系统,该系统主电路由注入式混合型有源电力滤波器(IHAPF)和晶闸管控制电抗器(TCR)组成。首先分析了系统的基本工作原理,并对高压配电网电能质量综合补偿系统的谐振抑制特性进行了研究;其次,对高压配电网电能质量综合补偿系统的控制方法进行了研究,提出了电压、电流双闭环的控制方法实现谐波与无功的综合动态治理;最后,对高压配电网电能质量综合补偿系统的整体性能进行了仿真和实验验证,结果表明该系统可以有效地实现谐波与无功的综合动态治理,并适用于配电网,达到高品质节能的目的。     

基于DSP实现负载换流无刷直流电机驱动系统

分析研究了运用DSP TM S320F240)实现负载换流无刷直流电机驱动系统的方案。整个主电路是通过交-直- 交电流型变频器(负载换流逆变器)实现的。整流部分由单相全控晶闸管电路实现;逆变部分由晶闸管组成的三相全控桥逆变电路构成,二者协同控制完成对电机的驱动,这种结构方式大大降低了系统的成本。实验过程中,系统的控制策略在TM S320F240 中得到了较好的实现,并且电机的动、静态运行性能较理想。     

基于单片机控制的运动控制系统

目前,运动系统的数字控制大都是采用硬件与软件相结合的方式,其中软件控制方式一般是利用微机实现的。采用AT89C51作为控制器核心,晶闸管触发和转速测量等环节实现的全数字化的微机控制电动机双闭环调速系统,可应用于对速度精度、快速响应要求较高的场合。     

多绕组变压器负载可控型可调电抗

为使可调电抗器能快速连续调节且不产生谐波,提出一种新的可调电抗原理:使用晶闸管和电压型PWM逆变器作为多绕组变压器二次侧负载,通过对晶闸管的开关控制和对逆变器输出电流的控制实现变压器一次侧等效阻抗的任意调节。晶闸管的开关控制实现可调电抗的粗调,从而晶闸管开关绕组占有可调电抗的主要容量;逆变器输出电流控制实现可调电抗的细调,逆变器输出绕组容量很小,从而降低了成本。实验结果表明该新型可调电抗器具备电感线性连续可调、谐波电流小的优良性能。     

基于PIC的TSC型动态无功补偿器

以PIC18F4520单片机为控制核心,采用电压、电流互感器和有效值检测电路检测电网参数,运用C语言编程,开发了一种适用于低压配电网的晶闸管投切电容器(TSC)型动态无功补偿器,实现无功功率和功率因数相结合的控制策略,避免轻载时投切振荡。通过控制晶闸管导通时刻投切电容器,实现功率因数的提高和电能质量的改善,具有动态响应快、无投切冲击等优点。试验结果证明,该TSC型动态无功补偿器硬件电路设计合理,整个装置运行稳定、可靠。     

考虑阻抗双解现象的可控串补模式切换控制方法

可控串联补偿(thyristor controlled series capacitor,TCSC)的模式切换对电力系统的稳定控制具有重要意义。TCSC阻抗双解现象的存在对其模式切换提出了更高的要求,单一改变触发角的方法无法实现模式切换。在考虑阻抗双解现象影响的基础上,提出了一套相应的TCSC模式切换控制方法。通过强制晶闸管支路电流与线路电流同步,实现由容性区到Bypass模式的切换;在由容性区到感性微调模式切换的过程中提出了晶闸管条件触发的方法,即当线路电流和电容电压满足同向条件时晶闸管才触发导通。同时为及时向切换控制提供线路电流同步信号,提出了一种预测电流过零的新方法。数字仿真及动模实验结果表明,提出的切换方法能使切换过程平稳迅速,且动态特性良好。     

特高压直流输电晶闸管阀成套运行试验装置研制

成套运行型式试验装置是实现特高压直流输电(ultra high voltage direct current transmission,UHVDC)晶闸管阀研发和工程应用的基础和前提条件,在遵循IEC60700-1标准,在调研现有相关试验装置和比较试验方法的基础上,研制一套采用双注入合成试验方法的UHVDC晶闸管阀运行试验装置,为我国UHVDC晶闸管阀的研发与工程应用提供了试验支撑。介绍该装置的主回路拓扑,试验回路的工作原理及其参数设计,控制保护系统设计及其保护策略,并给出了相关试验结果,结果表明,该试验装置的研制是成功的,满足UHVDC晶闸管阀研发的需要。     

晶闸管的智能化控制

提出一种由单片机实现的晶闸管智能化控制方法,这种方法能够对晶闸管导通角进行检测,改变了以往晶闸管导通角开环控制的方式,实现了晶闸管导通角的闭环控制,并且各种保护功能齐备,可以达到晶闸管的安全可靠高效地运行。     

基于PLC和晶闸管的无功控制装置的基本原理

以无功控制理论为基础,分析了在电力系统中电压和无功之间的关系,提出了用装设无功控制装置的办法来实现在额定电压下的系统无功功率平衡。为了使无功控制装置具有快速、准确的特点,装置采用了以常见的可编程计算机控制器(PLC)为控制器,用晶闸管做执行元件投切电容器,采用闭环控制系统,使装置在运行时能充分发挥PLC用于工业控制的优越性和晶闸管快速通断的特点,为无功补偿控制装置的开发提出了一种新的开发思路。